TWI577510B - 吊桿驅動裝置、多重手臂機器人裝置、電子設備處理系統及在電子設備製造系統中用於運送基板的方法 - Google Patents

吊桿驅動裝置、多重手臂機器人裝置、電子設備處理系統及在電子設備製造系統中用於運送基板的方法 Download PDF

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Description

吊桿驅動裝置、多重手臂機器人裝置、電子設備處理系統及在電子設備製造系統中用於運送基板的方法 【相關申請案】
本國際申請案主張於2012年7月5日提交申請之美國暫時專利申請案第61/668,118號，名稱「BOOM DRIVE APPARATUS,MULTI-ARM ROBOT APPARATUS,ELECTRONIC DEVICE PROCESSING SYSTEMS,AND METHODS FOR TRANSPORTING SUBSTRATES IN ELECTRONIC DEVICE MANUFACTURING SYSTEMS」的優先權(代理人編號17112-L/FEG/SYNX/CROCKER S)。該美國暫時申請案之內容以全文引用之方式併入本文。
本發明係有關於電子設備的製造，且特別是有關於傳送基板的裝置，系統及方法。
傳統電子設備製造系統可包括多個製程腔室，及負載鎖定腔室。這些腔室可以包含於叢集工具中，舉例來說，複數個腔室可以配置環繞移送室。這些系統與工具可以採用機器人，舉例而言，此機器人可以容納於移送室中，以在多個製程腔室與負載鎖定腔室之間傳送基板。舉例來說，機器人可以從製程腔室傳送基板至製程腔室，從負載鎖定腔室傳送基板至製程腔室，及/或從製程腔室傳送基板至負載鎖定腔室。為了改善系統的產出量並降低整體操作成本，在各個系統腔室之間，需要有效率地且準確地傳送基板。
因此，需要用來有效率地且準確地移動基板之系統，裝置，及方法。
在本發明的一態樣中，提供一種吊桿驅動裝置。吊桿驅動裝置包括一吊桿，該吊桿包括一襯套，一連接板(web)自襯套延伸，襯套具有一第一導向器在該連接板上方沿一第一方向延伸，及一第二導向器在該連接板下方沿一第二方向延伸，一第一驅動部件旋轉裝設於該第一導向器，一第二驅動部件旋轉裝設於該第二導向器，一第一從動部件，第一從動部件於該連接板上方的一第一外側位置旋轉裝設於該吊桿，一第二從動部件，第二從動部件於該連接板下方的一第二外側位置旋轉裝設於該吊桿，一第一傳動部件，第一傳動部件在該連接板上方耦接該第一驅動部件至該第一從動部 件，以及一第二傳動部件，第二傳動部件在該連接板下方耦接該第二驅動部件至該第二從動部件。
在本發明的另一態樣中，提供一機器人裝置。該機器人裝置包括一吊桿驅動裝置，該吊桿驅動裝置具有一吊桿，吊桿適於環繞一主要旋轉軸轉動，該吊桿包括一襯套，一連接板自該襯套徑向延伸，襯套具有一第一導向器在該連接板上方沿一第一方向延伸，及一第二導向器在該連接板下方沿一第二方向延伸，一第一驅動部件，第一驅動部件旋轉裝設於該第一導向器，一第二驅動部件，第二驅動部件旋轉裝設於該第二導向器，一第一從動部件，第一從動部件於該連接板上方的一第一外側端旋轉裝設於該吊桿，一第二從動部件，第二從動部件於該連接板下方的一第一外側端旋轉裝設於該吊桿，一第一傳動部件在該連接板上方耦接該第一驅動部件至該第一從動部件，以及一第二傳動部件在該連接板下方耦接該第二驅動部件至該第二從動部件，一第一多重手臂機器人於該第一外側端旋轉耦接至該吊桿，該第一多重手臂機器人具有一第一上臂，一第一前臂，一第一腕部部件，及一第一端效器，該第一上臂耦接至該第一從動部件，該第一端效器適於支撐一第一基板，以及一第二多重手臂機器人，旋轉耦接至該吊桿於該第一外側端，該第二多重手臂機器人具有一第二上臂，一第二前臂，一第二腕部部件，及一第二端效器，該第二上臂耦接至該第二從動部件，該第二端效器適於支撐一第二基板。
在本發明的另一態樣中，提供一種電子設備處理系 統。此系統包括一移送室，一機器人裝置，該機器人裝置容納於該移送室，且適於傳送多個基板，該機器人裝置具有一吊桿驅動裝置，該吊桿驅動裝置具有一吊桿，吊桿適於環繞一主要旋轉軸轉動，該吊桿包括一襯套，一連接板，該連接板自該襯套徑向延伸，襯套具有在該連接板上方沿一第一方向延伸的一第一導向器，及在該連接板下方沿一第二方向延伸的一第二導向器，一第一驅動部件，第一驅動部件旋轉裝設於該第一導向器，一第二驅動部件，第二驅動部件旋轉裝設於該第二導向器，一第一從動部件，第一從動部件於該連接板上方的一外側端旋轉裝設於該吊桿，且一第二從動部件，第二從動部件於該連接板下方的一外側端旋轉裝設於該吊桿，一第一傳動部件，第一傳動部件在該連接板上方耦接該第一驅動部件至第一從動部件，以及一第二傳動部件，第二傳動部件在該連接板下方耦接該第二驅動部件至該第二從動部件，一第一多重手臂機器人於該第一外側端旋轉耦接至該吊桿，該第一多重手臂機器人具有一第一上臂，一第一前臂，一第一腕部部件，及一第一端效器，該第一上臂耦接至該第一從動部件，該第一端效器適於支撐一第一基板，以及一第二多重手臂機器人於該第一外側端旋轉耦接至該吊桿，該第二多重手臂機器人具有一第二上臂，一第二前臂，一第二腕部部件，及一第二端效器，適於支撐一第二基板，第二上臂耦接至該第二從動部件，第二端效器適於支撐一第二基板。
在本發明的另一態樣中，提供一種在電子設備處理系統中傳送基板的方法。此方法包括提供一吊桿驅動裝置， 該吊桿驅動裝置具有一吊桿，該吊桿包括一襯套，一連接板自該襯套徑向延伸，襯套具有一第一導向器在該連接板上方沿一第一方向延伸，及一第二導向器在該連接板下方沿一第二方向延伸，一第一驅動部件，第一驅動部件旋轉裝設於該第一導向器，一第二驅動部件，第二驅動部件旋轉裝設於該第二導向器，一第一從動部件，第一從動部件於該連接板上方的一外側端旋轉裝設於該吊桿，一第二從動部件，第二從動部件於該連接板下方的一外側端旋轉裝設於該吊桿，一第一傳動部件，第一傳動部件在該連接板上方耦接該第一驅動部件至該第一從動部件，以及一第二傳動部件，第二傳動部件在該連接板下方耦接該第二驅動部件至該第二從動部件，耦接一第一多重手臂機器人至該吊桿的該第一外側端，耦接一第二多重手臂機器人至該吊桿的該第一外側端，藉由驅動該第一驅動部件驅動該第一多重手臂機器人，且藉由驅動該第二驅動部件驅動該第二多重手臂機器人。
根據本發明的這些及其他實施例，提供各種其他態樣。藉由後續詳細說明，後附請求項及伴隨的圖式，本發明的實施例之其他特徵及態樣變得更加明顯。
100‧‧‧電子設備處理系統
101‧‧‧外殼
102‧‧‧移送室
103‧‧‧多重手臂機器人裝置
104‧‧‧吊桿驅動裝置
105A，105B，105C，105D‧‧‧基板
106A，106B，106C，106D，106E，106F‧‧‧雙腔室，製程腔室
108‧‧‧負載鎖定腔室
109‧‧‧狹縫閥
110‧‧‧工廠介面
112‧‧‧基板承載器
113‧‧‧機器人
114‧‧‧箭號
115‧‧‧控制器
216‧‧‧基座
220A，220B，220C，220D‧‧‧多重連桿機器人
220UA，220UB‧‧‧上臂
220AF，220BF‧‧‧前臂
220AW，220BW‧‧‧腕部部件
220AE，220BE‧‧‧端效器
222‧‧‧吊桿
222L‧‧‧第一吊桿部分
222R‧‧‧第二吊桿部分
224L‧‧‧第一外側端
224R‧‧‧第二外側端
225‧‧‧主要旋轉軸
226‧‧‧襯套
227‧‧‧連接板
227L‧‧‧第一連接板部分
227R‧‧‧第二連接板部分
228‧‧‧第一導向器
229‧‧‧第二導向器
230‧‧‧第一驅動部件
232‧‧‧第二驅動部件
234‧‧‧第一從動部件
236‧‧‧第二從動部件
237‧‧‧第一外側軸
238‧‧‧第一傳動部件
240‧‧‧第二傳動部件
242‧‧‧上部外牆
244‧‧‧下部外牆
245‧‧‧上部蓋
245LU‧‧‧左方上部蓋部分
245RU‧‧‧右方上部蓋部分
245CU‧‧‧中央上部蓋部分
246‧‧‧下部蓋
248M‧‧‧吊桿驅動馬達
248S‧‧‧吊桿導向桿
252M‧‧‧第二驅動馬達
252S‧‧‧第二驅動部件導向桿
254S‧‧‧內部桿
254A‧‧‧第一前臂驅動滑輪
254B‧‧‧第二前臂驅動滑輪
255S‧‧‧外部桿
256‧‧‧第三從動部件
257‧‧‧第四從動部件
258‧‧‧第三傳動部件
259‧‧‧第四傳動部件
303‧‧‧機器人裝置
560‧‧‧吊桿驅動組件
600‧‧‧方法
602，604，606，608，610‧‧‧步驟
第1圖繪示根據實施例的一電子設備處理系統之一示意上視圖，該電子設備處理系統包含一多重手臂機器人裝置與一吊桿驅動裝置。
第2圖繪示根據實施例的一多重手臂機器人裝置之 一部分剖面側視圖，該多重手臂機器人裝置包含一吊桿驅動裝置。
第3A圖繪示根據實施例的一雙多重手臂機器人裝置之一立體圖，該雙多重手臂機器人裝置適於藉由一吊桿驅動裝置裝設與驅動。
第3B圖繪示根據實施例的一多重手臂機器人裝置之一立體圖，該多重手臂機器人裝置包含一吊桿驅動裝置。
第3C圖繪示根據實施例的一多重手臂機器人裝置之一上視立體圖，該多重手臂機器人裝置包含一吊桿驅動裝置。
第3D圖繪示根據實施例的一多重手臂機器人裝置之一上視平面圖，該多重手臂機器人裝置包含一吊桿驅動裝置，顯示在一初始位置。
第3E圖繪示根據實施例的一多重手臂機器人裝置之一上視平面圖，該多重手臂機器人裝置包含一吊桿驅動裝置，顯示在一延伸位置。
第4圖繪示根據實施例的一多重手臂機器人的配置之一剖面側視圖。
第5A圖繪示根據實施例的一吊桿驅動裝置，且一頂蓋中央部分移除後之一上視立體圖。
第5B圖繪示根據實施例的一吊桿驅動裝置之一上視立體圖。
第5C圖繪示根據實施例的一吊桿驅動裝置的驅動元件，顯示自該吊桿移除後之一下視立體圖。
第5D圖繪示根據實施例的一吊桿之一上視立體圖。
第5E圖繪示根據實施例的一吊桿之一下視立體圖。
第6圖繪示根據實施例的一種在一電子設備處理系統中，傳送基板的方法之一流程圖。
電子設備的製造，可需要在多個位置之間非常準確且快速地傳送基板。特別是，在某些實施例中，可將包含雙端效器的多重手臂機器人裝置，附加於機器人裝置的一側或多側，多重手臂機器人裝置並可適於將座落在該端效器上的基板傳送進出於電子設備處理系統的雙腔室。這樣的系統可包括設置為高處/低處配置的多重手臂機器人，使得選取及擺置(pick and place)操作可發生於腔室中。考慮到如此多的移動的機器人手臂及端效器的相對高的質量，對機器人機構的剛性與組裝的需求變成一種問題。
藉此，在一個或多個實施例中，提供一種機器人裝置，此機器人裝置可在電子設備製造中，用於傳送基板進出於多個腔室中(比如雙腔室)。
根據本發明的一個或多個實施例，提供一種吊桿驅動裝置。吊桿驅動裝置操作用以驅動附加於吊桿外側端的一個或多個多重手臂機器人，而提供適當的剛性及組裝的方便性。吊桿驅動裝置包括吊桿，吊桿包含襯套，自襯套延伸的連接板，旋轉裝設在連接板上方的第一驅動部件，旋轉裝設在連接板下方的第二驅動部件，，旋轉裝設在外側端於連接 板上方的第一從動部件，旋轉裝設於外側端於連接板下方的第二從動部件，以及，在連接板上方與下方將對應的驅動部件耦接至從動部件的傳動部件。
根據本發明的一個或多個實施例，提供機器人裝置及電子設備處理系統，包含機器人吊桿驅動裝置。
根據本發明的一個或多個其他實施例，提供一種在電子設備處理系統中傳送基板的方法，電子設備處理系統包含吊桿驅動裝置。
本發明的代表性實施例的更進一步內容，將參照第1-6圖說明。
第1圖為根據本發明實施例的一種電子設備處理系統100的代表實施例之方塊示意圖。電子設備處理系統100可包括外殼101，具有多個外壁以界定移送室102。根據本發明的另一實施例之多重手臂機器人裝置103可至少部分容納於移送室102中。特別地是，可移動手臂可容納於移送室102中，而驅動馬達可以位於移送室102的外部。多重手臂機器人裝置103可適於透過吊桿驅動裝置104的操作，而擺置或提取基板105A，105B及105C，105D進出目的地，吊桿驅動裝置104將完整描述於後文。這些目的地可是雙腔室(比如雙腔室106A、106B；雙腔室106C、106D；及/或雙腔室106E、106F)，雙腔室耦接至移送室102，且可自移送室102存取。雙腔室彼此相鄰配置，且具有一般為平行的小平面。可選擇性地，這些目的地可是彼此相鄰的負載鎖定腔室108，這些負載鎖定腔室108可耦接至移送室102。
製程腔室106A-106F可適於實施任何數量的製程步驟，比如沉積、氧化、氮化、蝕刻、研磨、清洗、微影或諸如此類。其他製程也可實施於製程腔室中。負載鎖定腔室108可適於與工廠介面110介面連接，以自工廠介面110接收基板或提供基板至工廠介面110。負載鎖定腔室108可自基板承載器112接收一個或多個基板，基板承載器112埠接至工廠介面110的載入埠。在工廠介面110中，基板可藉由機器人113(虛線顯示)移轉，此移轉可以任何順序或方向進行如箭號114所示。在此所使用的基板可以意指用來製造電子設備或電路元件的物件，比如含矽晶圓、薄化晶圓、矽晶圓半成品、矽晶圓封裝及組件，比如直通矽晶穿孔(TSV)及晶圓等級封裝(WLP)、藍寶石晶圓及/或晶圓承載器、玻璃板、玻璃罩幕、玻璃面板或諸如此類。機器人103也可用來移轉基板承載器。
在某些實施例中，舉例來說，移送室102可在真空環境中操作。每一製程腔室106A-106F及負載鎖定腔室108可在他們的入口/出口包括狹縫閥109，而當擺置及提取基板105A-105D進出製程腔室106A-106F及負載鎖定腔室108時，狹縫閥109可適於開啟及關閉。狹縫閥109可由任何適當的傳統結構所製成。多重手臂機器人裝置104各種元件的動作，可藉由從控制器115傳達適當指令至機器人裝置104而控制，而藉由後續的說明，此部分將更加明確。
現在請參照第2圖，繪示多重手臂機器人裝置103的部分剖面圖，多重手臂機器人裝置103具有吊桿驅動裝置104。多重手臂機器人裝置103可包括基部216，基部216可適 於附接至外殼101的外牆(比如地板)。藉此，機器人裝置103可藉由外殼101至少部分支撐。機器人裝置103也包括吊桿驅動裝置104，吊桿驅動裝置104經配置、可操作且因此適於驅動一個或多個多重連桿機器人(比如多重連桿機器人220A、220B、220C、220D)，這些多重連桿機器人耦接至吊桿222(僅顯示多重連桿機器人220A、220B、220C、220D的一部分)。多重連桿機器人220A、220B、220C、220D可以是水平多關節機器人(Selective Compliance Articulated Robot Assembly；SCARA)。多重連桿機器人220C、220D的一種配置的代表視圖繪示於第3A圖及第4圖。在所繪製的實施例中，水平多關節機器人220C、220D與第3A圖所繪製者是相同的，除了第3A圖與第4圖所繪製的各個手臂指向相反(鏡像)以外。其他型態的多重連桿機器人可藉由吊桿驅動裝置104而驅動。在第2圖所繪製的實施例中，吊桿驅動裝置104包括吊桿222，吊桿222具有第一及第二吊桿部分222L、222R，第一及第二吊桿部分222L、222R可由大抵相反的方向自吊桿222的主要旋轉軸225徑向向外延伸。
在所繪製的實施例中，雙多重連桿機器人220A、220B裝設於吊桿222的第一吊桿部分222L的第一外側端224L。同樣地，雙多重連桿機器人220C、220D可裝設於吊桿222的第二吊桿部分222R的第二外側端224R。然而應理解的是，吊桿驅動裝置104及機器人裝置103可被配置為僅有一個吊桿部分(比如222L)，且僅有雙多重連桿機器人的其中一組，比如僅有雙多重連桿機器人220A、220B(比如水平多關節機器 人)。
在另一選擇中，可提供僅有一個單一多重手臂機器人在外側端224L、224R其中之一上，且可藉由吊桿驅動裝置104驅動此單一多重手臂機器人，然而每一多重手臂機器人可具有額外的功能，舉例來說，比如上臂及前臂的獨立控制，或者上臂及腕部部件的獨立控制。在又另一種選擇中，可在吊桿222上提供僅有一個單一外側端224L，且僅有一單一多重手臂機器人可被耦接至外側端224L，然而此單一多重手臂機器人可以用來獨立控制多重手臂機器人的超過一個手臂。
在此進一步說明第2圖的實施例，吊桿222包括襯套226以及連接板227，襯套226一般位於中央鄰近於主要旋轉軸225，連接板227自襯套226延伸(比如徑向)。連接板227可位於吊桿222垂直延伸方向的約略中央位置。襯套226可包括第一連接板部分227L以及第二連接板部分227R，第一連接板部分227L延伸至第一外側端224L，第二連接板部分227R延伸至第二外側端224R。第一連接板部分227L及第二連接板部分227R可由大抵相反方向自襯套226徑向延伸。吊桿部分222L、222R可如第3B-3E圖中所示稍微偏移，舉例來說，用來提供飛鏢形狀，其中延伸介於主軸225及多重手臂機器人裝置220A、220B於外側端224L的附接位置之間的一軸，與延伸介於主軸225及多重手臂機器人裝置220C、220D於外側端224R的附接位置之間的一軸，彼此不平行。
襯套226可包括在連接板227上方延伸於第一方向的第一導向器228，以及在連接板227下方延伸於第二方向的第 二導向器229。導向器228、229可包括在連接板227的上方與下方延伸的圓柱部分。吊桿驅動裝置104包括第一驅動部件230(比如滑輪(pulley))以及第二驅動部件232(比如滑輪)，第一驅動部件230在連接板227上方旋轉裝設於第一導向器228，第二驅動部件232在連接板227下方旋轉裝設於第二導向器229。上方與下方係針對顯示於第2圖中的定向。然而，應理解的是機器人103可被倒置，使得第一驅動部件230在連接板227的第一側，且第二驅動部件232在連接板227的相對側。
第一驅動部件230及第二驅動部件232與對應第一及第二導向器228、229的旋轉裝設，可藉由一個或多個適當的軸承部件(比如滾珠軸承或諸如此類)來達成。吊桿驅動裝置104也可包括第一驅動部件234以及第二驅動部件236，第一驅動部件234在連接板227上方在鄰近外側端224L的外側位置旋轉裝設至吊桿222，第二驅動部件236在連接板227下方在鄰近外側端224L的外側位置旋轉裝設至吊桿222。再次說明，上方及下方為相對用詞，係基於所繪製的定向。總的來說，提供第一從動部件234及第二從動部件236在連接板227的相對側上。第一從動部件234及第二從動部件236可旋轉裝設，且旋轉環繞第一外側軸237。吊桿驅動裝置104也包括第一傳動部件238以及第二傳動部件240，第一傳動部件238在連接板227上方耦接第一驅動部件230至第一從動部件234，第二傳動部件240在連接板227下方耦接第二驅動部件232至第二從動部件236。第一傳動部件238可包括多個傳動帶(比如金屬帶)，這些傳動帶扣接於對應第一驅動部件230至第一從動部件234。 同樣地，第二傳動部件240可包括多個傳動帶(比如金屬帶)，這些傳動帶扣接於對應第二驅動部件232至第二從動部件236。
更詳細來說，吊桿222可包括延伸於連接板227上方的上部外牆242，以及延伸於連接板227下方的下部外牆244。上部外牆242可與連接板227整合或與連接板227分隔，且上部外牆242耦接至連接板227(比如藉由緊固件)。上部外牆242可環繞第一驅動部件230、第一從動部件234及第一傳動部件238之側壁。上部蓋245可耦接至上部外牆242，且覆蓋第一驅動部件230、第一從動部件234及第一傳動部件238的頂部。同樣地，下部蓋246可耦接至下部外牆244，且覆蓋第二驅動部件232、第二從動部件236及第二傳動部件240暴露的底側。蓋245、246對外牆242、244的耦接，可藉由任何機械緊固件來達成，比如螺絲或螺栓。舉例來說，在某些實施例，蓋245、246可包括多片，如第5A及5B圖所示。
吊桿驅動裝置104也可包括第三從動部件256以及第四從動部件257，第三從動部件256於連接板227上方在吊桿222的外側端(比如端224R)處旋轉裝設至吊桿222，第四從動部件257於連接板227下方在吊桿222的外側端(比如端224R)旋轉裝設至吊桿222。第三傳動部件258於連接板227上方耦接第一驅動部件230至第三從動部件256，以及第二傳動部件259於連接板227下方耦接第二驅動部件232至第四從動部件257。
吊桿222可適於在順時針或逆時針旋轉方向的其中之一方向中，環繞主旋轉軸225旋轉。此旋轉可藉由任何適當 的吊桿驅動馬達248M提供，比如傳統可變磁阻或永久磁鐵電動馬達。也可以使用其他型態的馬達。吊桿驅動馬達248M可驅動吊桿導向桿248S，吊桿導向桿248S延伸自襯套226且耦接至吊桿驅動馬達248M。吊桿222的旋轉可藉由從控制器115傳送適當指令至吊桿驅動馬達248M而得以控制。吊桿222可控制的旋轉可是正負360度或更多。從任何適當的反饋感測器可提供位置反饋，使得在任何時間吊桿222的定向可以準確地得知。
第一多重手臂機器人220A的上臂220UA可適於在順時針或逆時針旋轉方向其中之一方向中，環繞第一外側軸237旋轉。舉例來說，旋轉可小於約180度，或者在某些實施例中甚至小於170度。上臂220UA可藉由第一驅動馬達250M的旋轉而驅動。吊桿驅動裝置104包括第一驅動部件導向桿250S，延伸至第一驅動部件230。第一驅動部件導向桿250S適於藉由第一驅動馬達250M而驅動。驅動第一驅動部件導向桿250S於連接板227上方旋轉第一驅動部件230，且因此旋轉第一從動部件234，第一從動部件234可為滑輪，且耦接與旋轉第一多重手臂機器人220A的上臂220UA。
相似地，第二多重連桿機器人220B的上臂220UB可適於在順時針或逆時針旋轉方向其中之一方向中，環繞第一外側軸237旋轉。舉例來說，旋轉可小於約180度，或者在某些實施例中甚至小於170度。上臂220UB可藉由第二驅動馬達252M的旋轉而驅動。吊桿驅動裝置104包括第二驅動部件導向桿252S，第二驅動部件導向桿252S於連接板227下方延伸至第 二驅動部件232。第二驅動部件導向桿252S適於藉由第二驅動馬達252M而驅動。驅動第二驅動部件導向桿252S於連接板227下方旋轉第二驅動部件232，且轉動第二多重手臂機器人220B的上臂220UB，上臂220UB耦接於第二多重手臂機器人220B。
如第2圖所示，第二從動部件236可以是滑輪，第二從動部件236旋轉內部桿254S，內部桿254S耦接至第二多重手臂機器人220B的上臂220UB，比如位於上臂220UB的頂端。外部桿255S可以收納在內部桿254S之上，且可適於耦接至第一及第二前臂驅動滑輪254A、254B二者。第一及第二前臂驅動滑輪254A、254B耦接至傳動部件，傳動部件可用來驅動多重手臂機器人220A、220B之對應的前臂220AF、220BF。第一前臂驅動滑輪254A及第二前臂驅動滑輪254B可於第一外側端224L非旋轉地耦接於連接板227。上述的耦接可以藉由外部桿255S連接第一前臂驅動滑輪254A及第二前臂驅動滑輪254B與連接板227而提供。
在所繪製的實施例中，舉例來說，第一及第二多重連桿機器人220A、220B可是三連桿水平多關節機器人。在操作中，當吊桿222位於鄰近所需目的地，以擺置或提取基板，機器人裝置103可經致動以擺置或提取基板105A-105D進出目的地。
更詳細來說，多重手臂機器人組件220L包括繪示於第3A圖中的第一及第二多重手臂機器人220A、220B的實施例。每一多重手臂機器人220A、220B可包括上臂220AU、220BU，上臂220AU、220BU可適於在X-Y平面中相對於吊桿 222環繞第一外側軸237旋轉。前臂220AF、220BF可在上臂220AU，220BU對應的外側端耦接上臂220AU、220BU。此外，腕部部件220AW、220BW可耦接至每一前臂220AF、220BF的對應外側端。腕部部件220AW、220BW可分別包括端效器220AE、220BE，端效器220AE、220BE適於承載基板105A、105B(虛線表示)以在電子設備處理系統100中進行處理。如圖所示，端效器220AE、220BE一個位於另一個之上。每一端效器220AE，220BE運行以平行移動至動作線221。端效器220AE，220BE可附接至腕部部件220AW、220BW作為個別部件，或者可被形成為與腕部部件220AW、220BW整合的單元。在吊桿222的另一端上的機器人組件220R，可是機器人組件220L的大致鏡像結構。
多重手臂機器人103可具有Z軸移動能力，或者腔室106A-106F(例如，Z軸可移動上升銷)可具有Z軸移動能力，以達成基板105A-105D的提取與擺置操作。
第3B-3E圖繪示機器人裝置303的另一實施例，機器人裝置303可適於應用於電子設備處理系統100內。在此實施例中，機器人裝置303可包括基座216，基座216適於附接外殼101，比如附接至腔室(比如移送室102)的外牆。吊桿222可適於環繞主要旋轉軸325(第3C圖)而旋轉。機器人裝置303可更包括裝設於吊桿222的外側端的多重手臂機器人220A、220B、220C、220D，如前所述。
在本實施例中，機器人裝置303可包括機器人組件220L，如第3A圖所示，機器人組件220L包括具有上臂220AU、 220BU、前臂220AF、220BF、腕部部件220AW、220BW、以及附接之端效器220AE、220BE。
第3C-3D圖繪示藉由機器人裝置303可達成的數個指向，包括第3C圖的指向，其中上臂及前臂大抵沿著吊桿222的長度方向對齊；第3D圖中的指向，其中上臂及前臂顯示縮回且在一「初始」定位，這些定位可用於當轉動吊桿222以移轉進出新的一組雙腔室106A-106B、106C-106D、或106E-106F或負載鎖定腔室108時；以及第3E圖中的指向，其中部分上臂及前臂如圖所示縮回，而部分如圖所示延伸，顯示如一種狀態：當存取製程腔室106A-106B、106C-106D、或106E-106F或負載鎖定腔室108，以提取或擺置其中的基板。
第4圖繪示代表性多重連桿機器人220A、220B的剖面視圖。舉例來說，這些多重連桿機器人220A、220B可操作以服務單一腔室(比如106A、106C、106E)。機器人裝置220A在此實施例中可裝設在吊桿222的外側端224L。每一多重手臂機器人220A、220B係與主要旋轉軸225(第2圖)間隔一距離。
在此實施例中，每一多重連桿機器人220A、220B可包括上臂220AU、220BU，上臂220AU、220BU適於用來在一X-Y平面環繞第一外側軸237旋轉。上臂220AU、220BU可包括前臂220AF、220BF，前臂220AF、220BF在他們對應的外側端耦接至上臂220AU、220BU。前臂220AF、220BF可分別包括腕部部件220AW、220BW，腕部部件220AW、220BW旋轉附接至他們的外側端。腕部部件220AW、220BW可適於用來相對於前臂220AF、220BF在一X-Y平面環繞腕部軸相對旋 轉。各滑輪的連接及上臂220AU、220BU、及前臂220AF、220BF的長度，可以適當地制定尺寸，使得腕部部件220AW、220BW平行平移至動作線221(第3A圖)。端效器220AE、220BE可包含於腕部部件220AW、220BW上。端效器220AE、220BE可附接於腕部部件220AW、220BW，作為如圖示個別部件或者與腕部部件220AW、220BW整合的單元。端效器220AE、220BE可分別適於承載基板105A、105B。可藉由驅動第一及第二從動部件234、236遠距離驅動多重連桿機器人220A、220B。
第5A-5E圖繪示吊桿驅動裝置104的各種視圖，吊桿驅動裝置104可用來驅動一個或多個多重連桿機器人(比如220A、220B、220C、220D)，舉例來說，在電子設備處理系統100內。吊桿222可包括吊桿部分222L、222R，吊桿部分222L、222R可是可從主要旋轉軸237以一般相對徑向方向向外延伸的多重懸臂樑。吊桿222的主體在剖面可具有工型樑形狀，如第5D及5E圖所示。連接板227可位於沿著吊桿222的垂直高度方向的一般中央的位置。吊桿222可具有飛鏢形狀，飛鏢形狀可允許端效器220AE、220BE移動至非常接近他們所服務的腔室。具有雙多重手臂機器人220A、220B及雙多重手臂機器人220C、220D耦接至吊桿驅動裝置104，一個完整的基板交換可以進行於一目的地，無須旋轉吊桿222，而藉由延伸或縮回端效器220AE、220BE達成(參照第3A、3E圖)。
如第5A-5B圖所示，吊桿222可包括上部蓋245，上部蓋245具有左方、右方及中央上部蓋部分245LU、245RU、及245CU。下部蓋246可提供在吊桿222的下部。
第5C圖繪示吊桿驅動組件560的立體視圖，顯示吊桿驅動裝置104的各種驅動元件，其中為了更明確說明而移除吊桿222。吊桿驅動組件560可以包括彼此交疊定位的第一驅動部件230及第二驅動部件232，第一驅動部件230及第二驅動部件232適於在連接板227的上方及下方旋轉地裝設至吊桿222。吊桿驅動組件560也包括彼此交疊定位的第一從動部件234及第二從動部件236，第一從動部件234及第二從動部件236適於在連接板227的下方旋轉地裝設至吊桿222。吊桿驅動組件560也包括第一傳動部件238及第二傳動部件240，第一傳動部件238耦接第一驅動部件230至第一從動部件234，第二傳動部件240耦接第二驅動部件232至第二從動部件236。如第5C圖中可以看出，第一傳動部件238的每一傳動帶以S型定向方式纏繞，而第二傳動部件240中每一傳動帶以C型定向方式纏繞。同樣地，吊桿驅動組件560也包括第三傳動部件258以及第四傳動部件259，第三傳動部件258耦接第一驅動部件230至第三從動部件256，第四傳動部件259耦接第二驅動部件232至一第四從動部件257。如第5C圖中可以看出，第三傳動部件258的每一傳動帶以C型定向方式纏繞，而第四傳動部件259中每一傳動帶以S型定向方式纏繞。因此，每一第一及第二從動部件包括連接的傳動部件，其中部分以S型定向方式纏繞，且部分以C型定向方式纏繞。
根據本發明實施例，在電子設備處理系統中傳送基板的方法600提供於第6圖中。方法600包括在602提供吊桿驅動裝置(比如104)，吊桿驅動裝置具有：吊桿(比如222)，吊桿 包括襯套(比如226)與連接板(比如227)，連接板自襯套徑向延伸，襯套具有第一導向器(比如228)以及第二導向器(比如229)，第一導向器以第一方向延伸在連接板上方，第二導向器以第二方向延伸在連接板下方；第一驅動部件(比如230)，第一驅動部件旋轉裝設至第一導向器；第二驅動部件(比如232)，第二驅動部件旋轉裝設至第二導向器；第一從動部件(比如234)，第一從動部件在第一外側端(比如224L)在連接板上方旋轉裝設至吊桿；第二從動部件(比如236)，第二從動部件在第一外側端在連接板下方旋轉裝設至吊桿；第一傳動部件(比如238)，第一傳動部件在連接板上方耦接第一驅動部件至第一從動部件；以及第二傳動部件(比如240)，第二傳動部件在連接板下方耦接第二驅動部件至第二從動部件。方法600也包括，在604中，耦接第一多重手臂機器人(比如220A)至吊桿(比如222)的第一外側端(比如224L)，在606中，耦接第二多重手臂機器人(比如220B)至吊桿(比如222)的第一外側端(比如224R)，在608中，藉由驅動第一驅動部件(比如230)，驅動第一多重手臂機器人(比如220A)，以及在610中，藉由驅動第二驅動部件(比如232)，驅動第二多重手臂機器人(比如220B)。
前述說明僅揭露本發明的代表性實施例。在本領域具有通常技藝者輕易可知，上述揭露的裝置及方法的修改與潤飾，仍應落於本發明的範圍中。因此，雖然本發明已以代表性實施例揭露於上，應該理解的是，其他實施例應落於本發明的範圍中，並以後附之請求項所界定為準。
101‧‧‧外殼
103‧‧‧多重手臂機器人裝置
104‧‧‧吊桿驅動裝置
113‧‧‧機器人
115‧‧‧控制器
216‧‧‧基座
220A，220B，220C，220D‧‧‧多重連桿機器人
220UA，220UB‧‧‧上臂
220AF，220BF‧‧‧前臂
220AW，220BW‧‧‧腕部部件
220AE，220BE‧‧‧端效器
222‧‧‧吊桿
222L‧‧‧第一吊桿部分
222R‧‧‧第二吊桿部分
224L‧‧‧第一外側端
224R‧‧‧第二外側端
225‧‧‧主要旋轉軸
226‧‧‧襯套
227‧‧‧連接板
227L‧‧‧第一連接板部分
227R‧‧‧第二連接板部分
228‧‧‧第一導向器
229‧‧‧第二導向器
230‧‧‧第一驅動部件
232‧‧‧第二驅動部件
234‧‧‧第一從動部件
236‧‧‧第二從動部件
237‧‧‧第一外側軸
238‧‧‧第一傳動部件
240‧‧‧第二傳動部件
242‧‧‧上部外牆
244‧‧‧下部外牆
245‧‧‧上部蓋
245LU‧‧‧左方上部蓋部分
245RU‧‧‧右方上部蓋部分
245CU‧‧‧中央上部蓋部分
246‧‧‧下部蓋
248M‧‧‧吊桿驅動馬達
248S‧‧‧吊桿導向桿
252M‧‧‧第二驅動馬達
252S‧‧‧第二驅動部件導向桿
254S‧‧‧內部桿
254A‧‧‧第一前臂驅動滑輪
254B‧‧‧第二前臂驅動滑輪
255S‧‧‧外部桿
256‧‧‧第三從動部件
257‧‧‧第四從動部件
258‧‧‧第三傳動部件
259‧‧‧第四傳動部件

Claims (20)

  1. 一種吊桿驅動裝置，包括：一吊桿，該吊桿包括一襯套與一連接板，該連接板自該襯套延伸，該襯套具有一第一導向器及一第二導向器，該第一導向器在該連接板上方沿一第一方向延伸，該第二導向器在該連接板下方沿一第二方向延伸；一第一驅動部件，該第一驅動部件旋轉裝設於該第一導向器；一第二驅動部件，該第二驅動部件旋轉裝設於該第二導向器；一第一從動部件，該第一從動部件在該連接板上方於一第一外側位置處旋轉裝設於該吊桿；一第二從動部件，該第二從動部件在該連接板下方於一第二外側位置處旋轉裝設於該吊桿；一第一傳動部件，該第一傳動部件在該連接板上方耦接該第一驅動部件至該第一從動部件；以及一第二傳動部件，該第二傳動部件在該連接板下方耦接該第二驅動部件至該第二從動部件。
  2. 如請求項1所述之吊桿驅動裝置，其中該吊桿包括多個上部外牆與多個下部外牆，該些上部外牆延伸於該連接板之上方，該些下部外牆延伸於該連接板之下方。
  3. 如請求項2所述之吊桿驅動裝置，其中該吊桿包括一上部 蓋以及一下部蓋，該上部蓋耦接該些上部外牆，該下部蓋耦接該些下部外牆。
  4. 如請求項1所述之吊桿驅動裝置，更包括一吊桿導向桿，該吊桿導向桿自該襯套延伸，且適於藉由一吊桿驅動馬達而驅動。
  5. 如請求項1所述之吊桿驅動裝置，更包括一第一驅動部件導向桿，該第一驅動部件導向桿自該第一驅動部件延伸，且適於藉由一第一驅動馬達而驅動。
  6. 如請求項1所述之吊桿驅動裝置，更包括一第二驅動部件導向桿，該第二驅動部件導向桿自該第二驅動部件延伸，且適於藉由一第二驅動馬達而驅動。
  7. 如請求項1所述之吊桿驅動裝置，其中該連接板位於該吊桿的中央位置並自該吊桿垂直延伸。
  8. 如請求項1所述之吊桿驅動裝置，更包括一第一前臂驅動滑輪及一第二前臂驅動滑輪，該第一前臂驅動滑輪及該第二前臂驅動滑輪在一第一外側端非旋轉裝設於該連接板。
  9. 如請求項1所述之吊桿驅動裝置，更包括一內部桿以及一外部桿，該內部桿耦接該第二從動部件至一第二上臂，該外 部桿收納在該內部桿之上且耦接至一第一前臂驅動滑輪及一第二前臂驅動滑輪。
  10. 一種多重手臂機器人裝置，包括：一吊桿驅動裝置，該吊桿驅動裝置具有一吊桿，適於環繞一主要旋轉軸轉動，該吊桿包括一襯套與一連接板，該連接板自該襯套徑向延伸，該襯套具有一第一導向器及一第二導向器，該第一導向器在該連接板上方沿一第一方向延伸，該第二導向器在該連接板下方沿一第二方向延伸，一第一驅動部件，該第一驅動部件旋轉裝設於該第一導向器，一第二驅動部件，該第二驅動部件旋轉裝設於該第二導向器，一第一從動部件，該第一從動部件在該連接板上方於一第一外側端旋轉裝設於該吊桿，一第二從動部件，該第二從動部件在該連接板下方於一第二外側端旋轉裝設於該吊桿，一第一傳動部件，該第一傳動部件在該連接板上方耦接該第一驅動部件至該第一從動部件，以及一第二傳動部件，該第二傳動部件在該連接板下方耦接該第二驅動部件至該第二從動部件；一第一多重手臂機器人，該第一多重手臂機器人於該第一外側端旋轉耦接至該吊桿，該第一多重手臂機器人具有一 第一上臂、一第一前臂、一第一腕部部件、及一第一端效器，該第一上臂耦接至該第一從動部件，該第一端效器適於支撐一第一基板；以及一第二多重手臂機器人，該第二多重手臂機器人於該第一外側端旋轉耦接至該吊桿，該第二多重手臂機器人具有一第二上臂、一第二前臂、一第二腕部部件、及一第二端效器，該第二上臂耦接至該第二從動部件，該第二端效器適於支撐一第二基板。
  11. 如請求項10所述的機器人裝置，其中該第一多重手臂機器人及該第二多重手臂機器人包括水平多關節(SCARA)機器人。
  12. 如請求項10所述的機器人裝置，更包括一第三多重手臂機器人及一第四多重手臂機器人，該第三多重手臂機器人及該第四多重手臂機器人於一第二外側端耦接該吊桿。
  13. 如請求項12所述的機器人裝置，其中該第三多重手臂機器人及該第四多重手臂機器人包括水平多關節(SCARA)機器人。
  14. 如請求項10所述的機器人裝置，更包括一吊桿導向桿，該吊桿導向桿延伸至該襯套且耦接一吊桿驅動馬達。
  15. 如請求項10所述的機器人裝置，更包括一第一驅動部件導向桿，該第一驅動部件導向桿延伸至該第一驅動部件及耦接一第一驅動馬達。
  16. 如請求項10所述的機器人裝置，更包括一第二驅動部件導向桿，該第二驅動部件導向桿延伸至該第二驅動部件及耦接一第二驅動馬達。
  17. 如請求項10所述的機器人裝置，更包括一第一前臂及一第二前臂，該第一前臂及該第二前臂驅動非旋轉裝設於該連接板的滑輪。
  18. 如請求項10所述的機器人裝置，更包括一內部桿及一外部桿，該內部桿耦接該第二從動部件至一第二上臂，該外部桿收納在該內部桿之上且耦接至一第一前臂驅動滑輪及一第二前臂驅動滑輪。
  19. 一種電子設備處理系統，包括：一移送室；一機器人裝置，該機器人裝置容納於該移送室且適於傳送多個基板，該機器人裝置具有一吊桿驅動裝置，該吊桿驅動裝置具有一吊桿，該吊桿適於環繞一主要旋轉軸旋轉，該吊桿包括一襯套與一連接板，該連接板自該襯套徑向延伸，該 襯套具有一第一導向器及一第二導向器，該第一導向器在該連接板上方沿一第一方向延伸，該第二導向器在該連接板下方沿一第二方向延伸，一第一驅動部件，該第一驅動部件旋轉裝設於該第一導向器，一第二驅動部件，該第二驅動部件旋轉裝設於該第二導向器，一第一從動部件，該第一從動部件在該連接板上方的一外側端旋轉裝設於該吊桿，一第二從動部件，該第二從動部件在該連接板下方的一外側端旋轉裝設於該吊桿，一第一傳動部件，該第一傳動部件在該連接板上方耦接該第一驅動部件至該第一從動部件，以及一第二傳動部件，該第二傳動部件在該連接板下方耦接該第二驅動部件至該第二從動部件；一第一多重手臂機器人，該第一多重手臂機器人於該第一外側端旋轉耦接至該吊桿，該第一多重手臂機器人具有一第一上臂、一第一前臂、一第一腕部部件、及一第一端效器，該第一上臂耦接至該第一從動部件，該第一端效器適於支撐一第一基板；以及一第二多重手臂機器人，該第二多重手臂機器人於該第一外側端旋轉耦接至該吊桿，該第二多重手臂機器人具有一第二上臂、一第二前臂、一第二腕部部件、及一第二端效器，該第二上臂耦接至該第二從動部件，該第二端效器適 於支撐一第二基板。
  20. 一種在一電子設備處理系統中傳送基板的方法，包括：提供一吊桿驅動裝置，該吊桿驅動裝置具有一吊桿，該吊桿包括一襯套與一連接板，該連接板自該襯套徑向延伸，該襯套具有一第一導向器及一第二導向器，該第一導向器在該連接板上方沿一第一方向延伸，該第二導向器在該連接板下方沿一第二方向延伸，一第一驅動部件，旋轉裝設於該第一導向器，一第二驅動部件，該第二驅動部件旋轉裝設於該第二導向器，一第一從動部件，該第一從動部件在該連接板上方在一第一外側端旋轉裝設於該吊桿，一第二從動部件，該第二從動部件在該連接板下方的一第一外側端旋轉裝設於該吊桿，一第一傳動部件，該第一傳動部件在該連接板上方耦接該第一驅動部件至該第一從動部件，以及一第二傳動部件，該第二傳動部件在該連接板下方耦接該第二驅動部件至該第二從動部件；耦接一第一多重手臂機器人至該吊桿的該第一外側端；耦接一第二多重手臂機器人至該吊桿的該第一外側端；藉由驅動該第一驅動部件以驅動該第一多重手臂機器人；以及藉由驅動該第二驅動部件以驅動該第二多重手臂機器人。
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